Устройства функциональной электроники
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
териал пластины имеет большое сродство с осаждаемым веществом, т. е. малый угол ц. Например, если в качестве материала пластины служит металл, для которого уS = 1,5 Дж/м2, ц>0, то при осаждении алюминия rкр может иметь значение, близкое к нулю, что указывает на отсутствие энергетического барьера при зарождении пленки даже у металлов с высоким давлением насыщенного пара. Поэтому образование сплошных пленок может происходить при нанесении на металлическую или полупроводниковую пластину даже нескольких моноатомных слоев осаждаемого металла. Такое явление часто используется в технологии РЭА для создания адгезионных подслоев при получении пленок из материалов, имеющих малое сродство с пластиной (плохую адгезию к пластине). При этом сначала на пластину напыляют какой-либо материал с малым рк и хорошей адгезией к пластине (ц>0), например Сr или W, затем на него основной металл (А1, Сu, Аu и т. п.), который будет осуществлять ту или иную заданную электрическую функцию.
Влияние температуры пластины на размеры критического зародыша определяется зависимостью, полученной в результате дифференцирования выражения (3.6) по температуре:
Согласно средним значениям величин, входящих в (3.24) для металлов, уS= 1 Дж/м2, ?ДGv/?T?ДSисп?8,8•106 Дж/(м3•К); дуS /дТ?5•10-4 Дж/(м2•К) при | ДGv | <1,64•1010 Дж/м3 получим
что имеет место практически во всех случаях, когда существует энергетический барьер образования зародышей.
Следовательно, увеличение температуры пластины ведет к росту rкр и сохранению островковой структуры и для более высоких значений средней толщины пленки. На рис. 3.6 приведена зависимость среднего расстояния d между агрегатами (плотности агрегатов) от температуры пластины при термическом испарении и катодном распылении. Угол наклона кривых 1 и 2 позволяет определить ДGп.д.
Продифференцировав ДGкр по температуре, найдем
Поскольку скорость образования зародышей х3 экспоненциально связана с ДGкр [см. уравнение (3.23)], скорость возникновения агрегатов критических и сверхкритических размеров быстро убывает с ростом температуры. В этом случае для создания сплошной пленки потребуется более продолжительное время.
Влияние скорости осаждения пленки (степени перенасыщения) на размеры критических зародышей (rкр) и ДGкр обусловлено зависимостью этой скорости от значения ДGv [см. (3.3) и (3.4)]. При увеличении Nv или рпер (риpк) возрастает ДGv. Поскольку поверхностные энергии пластины и границы раздела не зависят от Nv,
Следовательно, рост скорости осаждения пленки приводит к уменьшению размеров зародышей и увеличению скорости их возникновения. Поскольку зависимость ДGv = f (Nv) является логарифмической, влияние скорости осаждения пленки на значения rкр и ДGкр сказывается очень сильно.
Повышение скорости осаждения при реальных условиях может привести и к увеличению размеров критических зародышей, т. е. зависимость rкр = f(Nv) является более сложной, чем описываемая теорией Гиббса Фольмера.
Влияние поверхностной диффузии на размеры критического зародыша аналитически определить нельзя. Однако скорость образования критических зародышей должна зависеть от способности адсорбированных атомов диффундировать и сталкиваться друг с другом. Согласно уравнению (3.23) эта скорость уменьшается экспоненциально с увеличением энергии активации поверхностной диффузии. Если энергия активации велика, то диффузия протекает медленно и зародыши растут только за счет столкновения их с атомами паровой фазы. Энергию активации диффузии часто принимают равной 1/4 энергии активации десорбции в газовую фазу, т. е.
Энергия связи осаждаемых атомов с пластиной ДGадс, как показано ранее, влияет на значения rкр и ДGкр. Поэтому для неоднородных поверхностей пластин, где ДGадс заметно изменяется от участка к участку, на различных участках пластины значения rкр и ДGкр различны, что сказывается на однородности осаждаемой пленки. Вот почему в технологии РЭА необходимо иметь подложки с однородной и чистой поверхностью.
Энергия адсорбции для некоторых металлов имеет следующие значения:
3. Рост пленок. Эпитаксия
В радиоэлектронике используются пленки, реальная толщина которых во многих случаях больше, чем высота купола критических и сверхкритических зародышей. Поэтому необходимо рассмотреть не только образование, но и развитие (рост) пленки после того, как она стала сплошной, т. е. после исчезновения островковой структуры. При этом следует определить:
1) степень влияния механизма образования зародышей на дальнейшую структуру пленки, а также на возникновение границ зерен, дефектов структуры: упаковки, двойниковых структур, вакансий, дислокаций и др.;
2) зависимость изменения или повторения образовавшейся структуры от механизма роста пленок и различных параметров состояния;
3) способы влияния на изменение структуры пленки с целью улучшения ее электрофизических свойств.
Осаждение монокристаллических пленок на монокристаллические пластины называют эпитаксией. В понимании механизма роста пленок эпитаксия играет большую роль.
Эпитаксиальная пленка когерентна со структурой пластины, т. с. повторяет эту структуру. Такая пленка может наследовать или залечивать дефекты пластины в зависимости от условий осаждения и ее обработки.
После того как полу?/p>